Los materiales antiferromagnéticos son esos materiales donde los momentos magnéticos de sus átomos (o de algunos de sus átomos) están ordenados alternadamente arriba y abajo, al contrario de los materiales ferromagnéticos, donde todos los momentos apuntan en la misma dirección. Dado que los dos tipos de materiales están ordenados, pueden ser usados como memorias. Sin embargo, sólo los materiales ferromagnéticos han sido comúnmente usados en memorias comerciales dado que la aplicación de un campo magnético externo puede modificar su estructura magnética de forma relativamente fácil y robusta y por lo tanto se pueden grabar dominios hacia una dirección o la opuesta y obtener así “0”s y “1”s, es decir unidades de información. De otro lado, los materiales antiferromagnéticos no presentan momento magnético neto y por lo tanto no son fáciles de manipular por la acción de un campo magnético externo. Pese a que esto parecería ser un impedimento para su aplicación, podría ser una ventaja ya que si pudiéramos manipular fácilmente el ordenamiento antiferromagnético, se podría crear una memoria antiferromagnética insensible a la aplicación de campos magnéticos externos. Esto por ejemplo nos permitiría hacer una memoria imborrable bajo los efectos de una de las bombas electromagnéticas que aparecían en la película Goldeneye de James Bond [1].
En mi anterior artículo en el blog MasScience [2] me refería a nuevas formas de escribir en materiales antiferromagnéticos [3] que mejoraban en gran medida las ya descritas en antiguos artículos pioneros en el campo [4-6]. Sin embargo el descubrimiento del efecto torque de espín-órbita [7] debería permitir escribir en materiales antiferromagnetos de forma aún más sencilla. Un artículo reciente, publicado en la revista Science [8], muestra de forma muy elegante como elevados pulsos de corriente aplicados de forma isoterma en un material antiferromagnético a temperatura ambiente son efectivos para modificar el ordenamiento antiferromagnético del material y por lo tanto generar dos estados magnéticos de memoria distintos y robustos ante la aplicación de altos campos magnéticos externos. Aunque de elevada intensidad, dichos pulsos de corriente son cortos, lo que hace que la energía empleada para dicha escritura no sea ni mucho menos mayor que la empleada en memorias magnéticas comunes. De lo explicado en el artículo, se puede concluir de forma fehaciente que el camino hasta una posible aplicación es ahora muy corto, ya que tanto la escritura como la lectura de la memoria se ha demostrado realizable mediante métodos puramente eléctricos a temperatura ambiente. De hecho, algunas empresas españolas están invirtiendo en dicha tecnología, como ejemplo IGSresearch, que nos ha dejado esta serie de videos dónde se muestra su camino desde el experimento en el laboratorio hasta el desarrollo de un dispositivo, véase [9]. Esto significa que la Q-Branch va a ser sustituida por una empresa de Tarragona como proveedor de gadgets de Bond, James Bond…?
[1] Silenciadores, bombas atómicas y armas bacteriológicas – La Vanguardia (ver sección referente a Goldeneye)
[2] La velocidad de la ciencia: de 5 a 50 en 21 meses (o “no estamos tan mal”)
[3] T. Moryama et al., Appl. Phys. Lett. 107, 122403 (2015).
[4] W.B. Muir and J.O. Ström-Olsen, Phys. Rev. B 4, 988 (1971).
[5] X. Marti, et al., Nature Materials 13, 367–374 (2014)
[6] I. Fina et al, Nat Commun 5, 4671 (2014).
[7] P. Gambardella and I. M. Miron, Phil. Trans. R. Soc. A 369, 3175-3197 (2011).
[8] «Electrical switching of an antiferromagnet»
[9] Making of an all-antiferromagnetic memory device
